Электрохимические методы

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Очистка воды химическими методами предусматривает либо умягчение, при котором из воды удаляют катионы солей Ca и Mg, либо полная обессоливание, когда из воды удаляют все ионы солей.

Широкое распространение получили реагентная обработка и ионный обмен. В 1-м случае ионы некоторых растворенных в воде солей связываются различными реагентами – осадителями в практически нерастворимые соединения, которые затем удаляют. Реагентная обработка широко применяются на береговых водоприготовительных станциях, как правило, с целью умягчения воды.

Ионный обмен предусматривает использование специальных органических веществ, называемых ионитами. Эти вещества способны избирательно обменивать свои ионы на ионы солей воды. На судах (в том числе с ЯЭУ) ионный обмен применяют для полного обессоливания воды. Ионообменные фильтры (рис.2) заполняют катионитом (КУ-2, сульфоуголь) или анионитом (ЭД-10П, АВ-17, АВ-18).

Химические методы позволяют получить пресную воду с общим солесодержанием до 0.1 мг/л.

1 и 10 - патрубки подвода и отвода воды; 2 – клапан выпуска воздуха; 3 и 9 – крышки; 4 и 8 – решетки; 5 – колпачки со щелями; 6 – корпус; 7 – ионообменный материал; 11 – труба отбора проб фильтрата

Рисунок 2 – Ионообменный фильтр

В основу электрохимического метода обессоливания воды положен электродиализ, физико-химическую природу которого можно понять из следующей схемы. Если в сосуд с водным раствором NaCl поместить анодный и катодный электроды и подвести к ним постоянный ток, то в растворе начнется движение катионов Na⁺ к катоду, а анионов Cl^- к аноду. Если в тот же раствор поместить две селективные мембраны-диафрагмы и, тем самым, разделить объем сосуда на три камеры (I, II, III), то в средней камере будет происходить обессоливание воды. Диафрагмы, изготовлены из ионитовых смол с избирательными свойствами. Они пропускают только катионы и анионы солей и совсем не пропускают молекулы воды. Анионитовая мембрана будет проницаема только для анионов, вторая катионитовая мембрана - для катионов.

Электроионитовые (электродиализные) установки – это ванны, разделенные при помощи диафрагм на ряд камер. Опыт эксплуатации установок на Черном море показал, что при обессоливании воды от 18000 мг/л (18 ‰ соленость Черного моря) до конечного солесодержания» 400 мг/л, расход энергии составляет 72 МДж/тн или 20кВт*ч/т. При обессоливании океанской воды от 35000 мг/л расход энергии почти в 2 раза выше:»130 МДж/тн.

Рисунок 3 – Схема электродиализа воды: I,II,III - камеры

Использование химических и электрохимических методов целесообразно при общем солесодержании исходной воды не более 1200 мг/л. Наибольший эффект они дают при обессоливании пресной воды с S£75 мг/л.

Дата добавления: 2014-11-18